• 104 •
第42卷第14期
2 0 1 6 年 5 月
SHANXI ARCHITECTURE
山西建筑
Vol. 42 No. 14May. 2016
•延筑材料及应用•
文章编号：1009-6825 (2016) 14-0104-02
泡沫混凝土的抗压强度对比试验研究
宫家良姚文杰
(安徽理工大学土木建筑学院，安徽淮南232001)
摘要:介绍了泡沬混凝土的特点，通过试验，分析了粉煤灰和聚丙乙烯掺量对泡沬混凝土抗压强度的影响，指出使用粉煤灰代替
部分水泥可以有效降低泡沬混凝土的自重，在泡沬混凝土中掺入纤维可增加其抗压强度，且聚丙乙烯的掺量为0.9 kg/m3时抗压 强度最大，达到了减少水泥用量，增加抗压强度的目标。关键词:泡沬混凝土，聚丙乙烯，粉煤灰，抗压强度中图分类号:TU528.572
文献标识码:A
5) 耐久性好。
泡沫混凝土的耐久性良好，一般可满足普通建筑物的使用寿 命需求。在规范施工的前提下，通过添加纤维可大大提升泡沫混 凝土的抗压强度和耐磨性，其使用年限也可大大延长，在重点工 程中的部分范围也可使用。6) 隔音性能好。
泡沫混凝土发泡剂形成的气泡在一定的技术操作下可以连 通成片，而声波在空气中的传播是依靠空气密度稀疏变化的纵 波。当声波经固相传入泡沫混凝土内再通过发泡剂形成的气泡 层时，纵波经固相过滤，再与孔壁发生摩擦产热，声能已极为消 弱。因此泡沫混凝土具有良好的隔音效果。
〇引言
泡沫混凝土因其在生产的过程中，不需要经过蒸养、蒸压或 者高温溶融等高耗能环节，使得生产成本大大降低，符合未来建 筑材料的优质节能要求。加上泡沫混凝土生产成本低、经济技术 好、不燃性能、安全环保、经久耐用、施工性能好，国内生产条件也 趋于成熟，对于在全国进行推广使用有着良好基础。纵观泡沫混
凝土在我国的发展趋势，从20世纪80年代的少量应用，到90年 代的迅猛发展，再至21世纪在交通岩土工程方面开始大范围的 应用，都显示着泡沫混凝土将会在未来建筑材料占据一席重要地 位。与普通混凝土相比，泡沫混凝土以发泡形成，其密度低，重量 比混凝土小很多，且发泡形成内部小孔，隔音和保温效果也优于 普通混凝土。因此，在未来的行业建筑中，泡沫混凝土有望成为 极其重要的建筑材料。因此，开发以普通水泥为胶凝材料的性能 优异的混凝土势在必行，本文是研究以普通水泥为胶凝材料的情 况下，将其部分水泥用粉煤灰代替，或者掺杂部分纤维，分析其对 泡沫混凝土的影响作用。
2原材料和试验方法
1)水泥。
2.1原材料
本次试验水泥是普通硅酸盐水泥，采用的是淮南丰远水泥有
限公司生产的P. 042.5普通硅酸盐水泥，其化学及物理性能见表 1和表2。
表1
成分
CaO
Ti02
MgO
Na20
1泡沬混凝土的主要特点
1) 质轻。
泡沫被制备的时候，因利用发泡剂将空气泡沫引入混凝土砂
水泥的化学性能
ai2o
3
Si02S03K20
Fe2〇3烧失量
浆中形成气孔，有效的降低了混凝土自重，建筑物负重也随之降低。
现在市场上的泡沫混凝土干密度多数在300 k^/m3〜1 000 k^/m3， 但在实际工程应用中，泡沫混凝土的干密度可降低至200 k^/m3〜 700 k^/m3。因此，泡沫混凝土在矿井回填等或建筑物轻质结构应 用中十分广泛。
2) 保温性能良好。
泡沫混凝土中气孔含量远多于普通混凝土，使得导热较强的 固相体相对减少，且气泡形成了空气隔热层，让泡沫混凝土具有 更低的导热系数。因此泡沫混凝土是非常理想的建筑物保温隔 热材料。
3) 施工方便。
泡沫混凝土使用了发泡剂后产生泡沫，混凝土的流动性增 强，适合泵送、现浇，在许多复杂的施工条件下依然可以使用，符 合现行机械施工大时代趋势。
4) 节能。
泡沫混凝土主要材料仍为水泥，不以高耗能源为原料，现场 机械搅拌即可获得，避免了高温蒸压、高温蒸养、熔融等高耗能环 节，符合未来节能材料的发展要求。
含量58.71
0.482.890.326.2822.502.310.844.401.27
表2
比表面积
m2/kg
水泥的物理性能
抗折强度/MPa初凝
4.1
终凝6.6
抗压强度/MPa初凝20.1
终凝52.5
终凝4：01
安定
性合格
凝结时间/h: min初凝2：33
375
2)粉煤灰。
粉煤灰采用洛河电厂二级粉煤灰，其主要性能如表3所示。表3粉煤灰的物理性能
成分
CaO
Si02
Al2〇3
Fe2〇3
MgO
S03
含量
注:细度为45 pm的方孔筛余
3.8747.5438.554.210.794.55
细度19.0需水比/%93.4烧失量2.77
3) 发泡剂。
一般的泡沫混凝土制备过程是利用发泡机将发泡剂发泡之 后，再将发泡产生的泡沫与水泥浆均勻混合形成泡沫混凝土。目 前市场上应用较广的发泡剂种类有铝粉类、表面活性剂类和蛋白 质类。其中蛋白质类发泡剂以其发泡速度快、产泡稳定性好、泡 沫尺寸可控制等优点，在国际上得到广泛应用。本次试验采用植 物蛋白型发泡剂中的茶皂素发泡剂进行发泡。
4) 纤维。
收稿日期=2016-03-05
作者简介:宫家良（1990-)，男，在读硕士；姚文杰（1991-)，男，在读硕士
第42卷第14期2 0 1 6年5月
宫家良等:泡沬混凝土的抗压强度对比试验研究
• 105 •
在泡沫混凝土中加入一定量的纤维，可以改善混凝土抗压强 度，尤其能够显著提高泡沫混凝土的抗劈裂拉性能。本次试验中 加入了一定量的聚丙乙烯纤维（又称为乙丙橡胶），探究纤维掺量 对抗压强度和抗劈裂拉性能的影响。试验中选用的纤维的主要
物理力学性能见表4。
表4聚丙乙烯纤维的物理力学性能
项目指标
相对密度g/cm30.90
吸水 性能/%>0.1
熔点
X,
量的影响，不同龄期混凝土抗压强度随着粉煤灰的增加而发生降 低;c.由图1〜图3可知，泡沫混凝土的抗压强度与聚丙乙烯的掺 量有关，且掺量在0.9 k#m3的时候抗压强度达到最大。
弹性模量 抗拉强度 断裂伸 纤维长度
mmMPaMPa长率/%>5 500
>500
>17
15
160 ~170
2.2试验内容
1)泡沫混凝土试件制备。
试件尺寸为1〇〇 mm x 1〇〇 mm x 1〇〇 mm，分3组，每组12个，采用室内标准养护条件养护，待养护至预定龄期取出试块。将测 试试块放入压力试验机中以〇. 3 MPa/s的速度连续均勻加荷，直
纤维掺量/kg*m_3
图3 28 d纤维掺量对混凝土抗压强度影响结果
3结语
1) 通过试验研究表明:泡沫混凝土的抗压强度与粉煤灰掺量
至试件接近破坏而开始迅速变形时停止，并收集测试所得数据， 有关，粉煤灰掺量的增加在降低泡沫混凝土的自重时也降低了其收集数据见表5。
抗压强度；
表5泡沫混凝土的抗压强度试验结果
2) 通过试验研究表明:泡沫混凝土的抗压强度与纤维掺量，
试件编号
[**************]
粉煤灰掺量/%
[***********]20
纤维掺量
00.60.91.200.60.91.200.60.91.2
抗压强度/MPa
3d15.813.114.212.914.212.413.711.513.211.711.210.5
7 d27.923.724.722.425.321.923.221.121.321.120.319.8
28 d35.236.937.635.834.134.636.835.233.932.431.831.2
在聚丙乙烯的掺量为0.9 kg/m3时抗压强度最大；
3) 将泡沫混凝土用作墙体材料时，在不降低抗压强度情况下用聚丙乙烯和粉煤灰替代水泥，节约材料成本，具有较为广泛的应用前景。
参考文献：
[1 ]
孙庆丰.超低密度泡沫混凝土的研究[D].长沙：湖南大学， 2003.
[2] 张巨松.国内外泡沫混凝土发泡剂及发泡技术分析[J].低
温建筑技术，2001(4):66-67.
[3] 杨奉源.泡沫混凝土的影响因素研究[D].绵阳：西南科技
大学，2012.
[4] 肖力光.高掺量粉煤灰泡沫混凝土砌块的试验研究[J].新
型建筑材料，2003(1 ):33-35.
[5] 周明杰，王娜娜，赵晓艳.泡沫混凝土的研究和应用最新进
展[J].实用技术，2009(4):104-107.
[6] 关博文，刘开平，赵秀峰.泡沫混凝土研究及应用新进展
[J].广东建材，2008(7) :30-32.
[7] 陈兵，刘睫.纤维增强泡沫混凝土性能试验研究[J].建
筑材料学报，2010(3) :286-290.
[8] 潘志华，程麟，李东旭.新型高性能泡沫混凝土制备技术
2)试验数据采集。
混凝土抗压强度影响结果 混凝土抗压强度影响结果
研究[J].新型建筑材料,2002(5): 1-4.
[9] 刘晓军，杨杰，李浩然，等.泡沫混凝土强度性能提升研究
[J].低温建筑技术,2014(9) :8-10.
[10] 单星本，文婧，周运灿，等.泡沫混凝土抗压强度影响因
素研究[J].低温建筑技术,2014(9) :6-8.
分析:a.由图1〜图3可知，不同龄期的泡沫混凝土抗压强度 随着聚丙乙烯的掺量增加而发生变化，且变化规律受到粉煤灰含
量的影响;b.由图1〜图3可知，不同龄期的泡沫混凝土抗压强度 随着粉煤灰含量的增加而发生变化，且变化规律受到聚丙乙烯掺
Foam concrete compressive strength of the contrast test research
Gong Jialiang Yao Wenjie
(School of Civil Engineering and Architecture, Anhui University of Science and Technology, Huainan 232001, China)
Abstract ： This paper introduced the characteristics of foam concrete, through the experimental analyzed the influence of fly ash and poly acrylic
dosage to foam concrete compression strength, pointed out that using fly ash to replace partial cement could effectively reduce the weight of foam concrete, mixed fiber in foam concrete could increase the compression strength, and the content poly acrylic was 0. 9 kg/m3 had the maximum compression strength, to reduce the dosage of cement, aim to increase the compression strength.
Key words ： foam concrete, poly acrylic, fly ash, compression
strength
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第42卷第14期
2 0 1 6 年 5 月
SHANXI ARCHITECTURE
山西建筑
Vol. 42 No. 14May. 2016
•延筑材料及应用•
文章编号：1009-6825 (2016) 14-0104-02
泡沫混凝土的抗压强度对比试验研究
宫家良姚文杰
(安徽理工大学土木建筑学院，安徽淮南232001)
摘要:介绍了泡沬混凝土的特点，通过试验，分析了粉煤灰和聚丙乙烯掺量对泡沬混凝土抗压强度的影响，指出使用粉煤灰代替
部分水泥可以有效降低泡沬混凝土的自重，在泡沬混凝土中掺入纤维可增加其抗压强度，且聚丙乙烯的掺量为0.9 kg/m3时抗压 强度最大，达到了减少水泥用量，增加抗压强度的目标。关键词:泡沬混凝土，聚丙乙烯，粉煤灰，抗压强度中图分类号:TU528.572
文献标识码:A
5) 耐久性好。
泡沫混凝土的耐久性良好，一般可满足普通建筑物的使用寿 命需求。在规范施工的前提下，通过添加纤维可大大提升泡沫混 凝土的抗压强度和耐磨性，其使用年限也可大大延长，在重点工 程中的部分范围也可使用。6) 隔音性能好。
泡沫混凝土发泡剂形成的气泡在一定的技术操作下可以连 通成片，而声波在空气中的传播是依靠空气密度稀疏变化的纵 波。当声波经固相传入泡沫混凝土内再通过发泡剂形成的气泡 层时，纵波经固相过滤，再与孔壁发生摩擦产热，声能已极为消 弱。因此泡沫混凝土具有良好的隔音效果。
〇引言
泡沫混凝土因其在生产的过程中，不需要经过蒸养、蒸压或 者高温溶融等高耗能环节，使得生产成本大大降低，符合未来建 筑材料的优质节能要求。加上泡沫混凝土生产成本低、经济技术 好、不燃性能、安全环保、经久耐用、施工性能好，国内生产条件也 趋于成熟，对于在全国进行推广使用有着良好基础。纵观泡沫混
凝土在我国的发展趋势，从20世纪80年代的少量应用，到90年 代的迅猛发展，再至21世纪在交通岩土工程方面开始大范围的 应用，都显示着泡沫混凝土将会在未来建筑材料占据一席重要地 位。与普通混凝土相比，泡沫混凝土以发泡形成，其密度低，重量 比混凝土小很多，且发泡形成内部小孔，隔音和保温效果也优于 普通混凝土。因此，在未来的行业建筑中，泡沫混凝土有望成为 极其重要的建筑材料。因此，开发以普通水泥为胶凝材料的性能 优异的混凝土势在必行，本文是研究以普通水泥为胶凝材料的情 况下，将其部分水泥用粉煤灰代替，或者掺杂部分纤维，分析其对 泡沫混凝土的影响作用。
2原材料和试验方法
1)水泥。
2.1原材料
本次试验水泥是普通硅酸盐水泥，采用的是淮南丰远水泥有
限公司生产的P. 042.5普通硅酸盐水泥，其化学及物理性能见表 1和表2。
表1
成分
CaO
Ti02
MgO
Na20
1泡沬混凝土的主要特点
1) 质轻。
泡沫被制备的时候，因利用发泡剂将空气泡沫引入混凝土砂
水泥的化学性能
ai2o
3
Si02S03K20
Fe2〇3烧失量
浆中形成气孔，有效的降低了混凝土自重，建筑物负重也随之降低。
现在市场上的泡沫混凝土干密度多数在300 k^/m3〜1 000 k^/m3， 但在实际工程应用中，泡沫混凝土的干密度可降低至200 k^/m3〜 700 k^/m3。因此，泡沫混凝土在矿井回填等或建筑物轻质结构应 用中十分广泛。
2) 保温性能良好。
泡沫混凝土中气孔含量远多于普通混凝土，使得导热较强的 固相体相对减少，且气泡形成了空气隔热层，让泡沫混凝土具有 更低的导热系数。因此泡沫混凝土是非常理想的建筑物保温隔 热材料。
3) 施工方便。
泡沫混凝土使用了发泡剂后产生泡沫，混凝土的流动性增 强，适合泵送、现浇，在许多复杂的施工条件下依然可以使用，符 合现行机械施工大时代趋势。
4) 节能。
泡沫混凝土主要材料仍为水泥，不以高耗能源为原料，现场 机械搅拌即可获得，避免了高温蒸压、高温蒸养、熔融等高耗能环 节，符合未来节能材料的发展要求。
含量58.71
0.482.890.326.2822.502.310.844.401.27
表2
比表面积
m2/kg
水泥的物理性能
抗折强度/MPa初凝
4.1
终凝6.6
抗压强度/MPa初凝20.1
终凝52.5
终凝4：01
安定
性合格
凝结时间/h: min初凝2：33
375
2)粉煤灰。
粉煤灰采用洛河电厂二级粉煤灰，其主要性能如表3所示。表3粉煤灰的物理性能
成分
CaO
Si02
Al2〇3
Fe2〇3
MgO
S03
含量
注:细度为45 pm的方孔筛余
3.8747.5438.554.210.794.55
细度19.0需水比/%93.4烧失量2.77
3) 发泡剂。
一般的泡沫混凝土制备过程是利用发泡机将发泡剂发泡之 后，再将发泡产生的泡沫与水泥浆均勻混合形成泡沫混凝土。目 前市场上应用较广的发泡剂种类有铝粉类、表面活性剂类和蛋白 质类。其中蛋白质类发泡剂以其发泡速度快、产泡稳定性好、泡 沫尺寸可控制等优点，在国际上得到广泛应用。本次试验采用植 物蛋白型发泡剂中的茶皂素发泡剂进行发泡。
4) 纤维。
收稿日期=2016-03-05
作者简介:宫家良（1990-)，男，在读硕士；姚文杰（1991-)，男，在读硕士
第42卷第14期2 0 1 6年5月
宫家良等:泡沬混凝土的抗压强度对比试验研究
• 105 •
在泡沫混凝土中加入一定量的纤维，可以改善混凝土抗压强 度，尤其能够显著提高泡沫混凝土的抗劈裂拉性能。本次试验中 加入了一定量的聚丙乙烯纤维（又称为乙丙橡胶），探究纤维掺量 对抗压强度和抗劈裂拉性能的影响。试验中选用的纤维的主要
物理力学性能见表4。
表4聚丙乙烯纤维的物理力学性能
项目指标
相对密度g/cm30.90
吸水 性能/%>0.1
熔点
X,
量的影响，不同龄期混凝土抗压强度随着粉煤灰的增加而发生降 低;c.由图1〜图3可知，泡沫混凝土的抗压强度与聚丙乙烯的掺 量有关，且掺量在0.9 k#m3的时候抗压强度达到最大。
弹性模量 抗拉强度 断裂伸 纤维长度
mmMPaMPa长率/%>5 500
>500
>17
15
160 ~170
2.2试验内容
1)泡沫混凝土试件制备。
试件尺寸为1〇〇 mm x 1〇〇 mm x 1〇〇 mm，分3组，每组12个，采用室内标准养护条件养护，待养护至预定龄期取出试块。将测 试试块放入压力试验机中以〇. 3 MPa/s的速度连续均勻加荷，直
纤维掺量/kg*m_3
图3 28 d纤维掺量对混凝土抗压强度影响结果
3结语
1) 通过试验研究表明:泡沫混凝土的抗压强度与粉煤灰掺量
至试件接近破坏而开始迅速变形时停止，并收集测试所得数据， 有关，粉煤灰掺量的增加在降低泡沫混凝土的自重时也降低了其收集数据见表5。
抗压强度；
表5泡沫混凝土的抗压强度试验结果
2) 通过试验研究表明:泡沫混凝土的抗压强度与纤维掺量，
试件编号
[**************]
粉煤灰掺量/%
[***********]20
纤维掺量
00.60.91.200.60.91.200.60.91.2
抗压强度/MPa
3d15.813.114.212.914.212.413.711.513.211.711.210.5
7 d27.923.724.722.425.321.923.221.121.321.120.319.8
28 d35.236.937.635.834.134.636.835.233.932.431.831.2
在聚丙乙烯的掺量为0.9 kg/m3时抗压强度最大；
3) 将泡沫混凝土用作墙体材料时，在不降低抗压强度情况下用聚丙乙烯和粉煤灰替代水泥，节约材料成本，具有较为广泛的应用前景。
参考文献：
[1 ]
孙庆丰.超低密度泡沫混凝土的研究[D].长沙：湖南大学， 2003.
[2] 张巨松.国内外泡沫混凝土发泡剂及发泡技术分析[J].低
温建筑技术，2001(4):66-67.
[3] 杨奉源.泡沫混凝土的影响因素研究[D].绵阳：西南科技
大学，2012.
[4] 肖力光.高掺量粉煤灰泡沫混凝土砌块的试验研究[J].新
型建筑材料，2003(1 ):33-35.
[5] 周明杰，王娜娜，赵晓艳.泡沫混凝土的研究和应用最新进
展[J].实用技术，2009(4):104-107.
[6] 关博文，刘开平，赵秀峰.泡沫混凝土研究及应用新进展
[J].广东建材，2008(7) :30-32.
[7] 陈兵，刘睫.纤维增强泡沫混凝土性能试验研究[J].建
筑材料学报，2010(3) :286-290.
[8] 潘志华，程麟，李东旭.新型高性能泡沫混凝土制备技术
2)试验数据采集。
混凝土抗压强度影响结果 混凝土抗压强度影响结果
研究[J].新型建筑材料,2002(5): 1-4.
[9] 刘晓军，杨杰，李浩然，等.泡沫混凝土强度性能提升研究
[J].低温建筑技术,2014(9) :8-10.
[10] 单星本，文婧，周运灿，等.泡沫混凝土抗压强度影响因
素研究[J].低温建筑技术,2014(9) :6-8.
分析:a.由图1〜图3可知，不同龄期的泡沫混凝土抗压强度 随着聚丙乙烯的掺量增加而发生变化，且变化规律受到粉煤灰含
量的影响;b.由图1〜图3可知，不同龄期的泡沫混凝土抗压强度 随着粉煤灰含量的增加而发生变化，且变化规律受到聚丙乙烯掺
Foam concrete compressive strength of the contrast test research
Gong Jialiang Yao Wenjie
(School of Civil Engineering and Architecture, Anhui University of Science and Technology, Huainan 232001, China)
Abstract ： This paper introduced the characteristics of foam concrete, through the experimental analyzed the influence of fly ash and poly acrylic
dosage to foam concrete compression strength, pointed out that using fly ash to replace partial cement could effectively reduce the weight of foam concrete, mixed fiber in foam concrete could increase the compression strength, and the content poly acrylic was 0. 9 kg/m3 had the maximum compression strength, to reduce the dosage of cement, aim to increase the compression strength.
Key words ： foam concrete, poly acrylic, fly ash, compression
strength